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超30億倍太陽質量!2022年科學家發現殘暴級黑洞
2023/05/18

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對于黑洞,許多人只在理論中看到,當然,所有人都一樣。今年,澳大利亞科學家發現了一個發出異常明亮光線的類星體,后來才發現這其實是一個殘暴級黑洞!

這張令人驚嘆的照片是由質量超過30億太陽的超大質量黑洞J1144產生的,圖像顯示它是一個明亮的藍色斑點。這不是天文學家第一次遇到這樣的巨星,但這一次很特別。

在已知的宇宙中,沒有一個黑洞的胃口與J1144相當,因為每一秒它都會吸收相當于地球質量的質量!它吞噬了太多的物質,以至于它的事件視界非常寬,甚至太陽系中所有行星的軌道都可以容納在它里面!

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科學家們得出結論,這是過去90億年來增長最快的黑洞。J1144周圍形成的一個巨大的紅熱吸積盤,其亮度是整個銀河系的7000倍。它是如此明亮,即使是業余天文學家也能用足夠強大的望遠鏡看到它。那麼這樣的黑洞到底是怎麼產生的呢?

我們知道如果其中一顆質量約為太陽20倍的恒星爆炸了,那麼它將成為一個黑洞,但只是一個普通的黑洞。有一類黑洞不是靜止的,比如極端的宇宙爆炸或其他大規模的太空現象從它們的位置噴出。

在太空中,沒有什麼是真正靜止的,甚至我們的太陽系也以超過788000公里每小時的速度圍繞銀河系中心運行。但一些流氓黑洞已經被發現以每小時500萬公里的速度移動!

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天文學家認為,在銀河系中,至少有1億個這樣徘徊的黑洞。最近,科學家發現了距離我們最近的流氓黑洞,目前距離我們大約5000光年。它位于銀河系的人馬座旋臂上。

通常,黑洞都伴隨著恒星,但這一個卻不是。哈勃太空望遠鏡還成功地直接測量了黑洞的質量,大約是太陽質量的七倍,這顆巨星以每小時160000公里的速度移動。

當一顆大質量恒星在一顆不完全對稱的超新星中爆炸時,這會給新形成的黑洞一個推力,讓它在太空中漫游,遠離周圍的恒星。當然,5000光年仍然是一個非常遙遠的距離。就在最近,科學家們發現了一個候選黑洞,其質量是太陽質量的十倍。

現在人們認為它是距離地球最近的一個黑洞,距離地球只有1500光年。這個黑洞被稱為蓋亞BH1,它有一個質量和年齡與太陽相似的伴星,不過科學家發現這顆恒星可能有行星。

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不過天文學家認為最近的徘徊黑洞應該距離我們的星球大約80光年。

還有些人認為太陽系中隱藏著黑洞,這顯然是不可能的。即便太陽突然被同樣質量的黑洞取代,我們行星圍繞它的軌道也不會改變。但根據模擬,地球大氣層將在幾秒鐘內被黑洞吸積盤的熱量燒毀,海洋將蒸發,熔融金屬將從地幔沖入太空,然后黑洞會把我們的星球撕成碎片。但要被「吸進」一個怪物,我們必須越過它的施瓦西半徑或非旋轉黑洞周圍的視界半徑。

還有理論上的原始黑洞,通常,黑洞有很大的尺寸,但這類黑洞非常小。

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宇宙大爆炸之后,整個宇宙的密度都發生了微小的波動,有些地區的質量略高于或低于平均值。

質量高于標準的區域的物質可能會坍塌,從而形成微型黑洞。這樣的黑洞會存在很長一段時間,它們的質量可能比恒星大,也可能比睫毛輕。

一般來說,原始黑洞有一定的質量范圍,不過原始黑洞并沒有威脅到我們的生活。事實上,如果它們存在的話,它們可以解釋幫助維持宇宙的暗物質。日內瓦大學的一名博士生一直在研究宇宙大爆炸后原始黑洞的形成,結果表明,宇宙中可能有數百倍目前預測數量的微型黑洞。

鑒于它們的質量不及月球,所有的暗物質都可以用它們的存在來解釋。但是原始黑洞的質量非常之低,它的直徑甚至小于十分之一毫米,或者大約是人類頭髮的寬度。這也意味著原始黑洞應該無處不在,包括我們的太陽系。

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哈佛大學的一位理論天體物理學家認為,在太陽系邊緣有一個隱藏的天體影響著冥王星以外的各種小天體的軌道。但接下來還有下一級黑洞。它們被稱為類星體,被認為是宇宙中最具破壞性的物體之一。

迄今為止,已經發現了一百多萬個類星體。它們是非常明亮的活躍星系核,由一個或多個超大質量黑洞提供動力。如果一個活躍的類星體靠近地球,我們就有麻煩了。

距離地球最近的有類星體的星系,馬卡利安231,距離地球約6億光年,它以兩個黑洞為能量體!不過出于某種原因,它長到了難以置信的大小,它也無法到達我們的星球。

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最終,它的黑洞將耗盡氣體和塵埃的供應。然后,像所有其他黑洞一樣,黑洞將耗盡材料,類星體的強光將關閉。但這需要數十億年的時間。

回到最初的話題,當澳大利亞科學家發現一種名為J1144的類星體時,他們驚呆了。它的質量是我們銀河系中心人馬座A*黑洞的500倍,并且為類星體提供動力的超大質量黑洞的吸積盤是科學家們所觀察到的最明亮的,這是因為黑洞的巨大事件視界和它吸入物質的極端速率所造成的,科學家們相信J1144的特性創造了一個可能永遠不會被打破的記錄。

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黑洞很難被發現,因為它們不發光。但是,當黑洞將物質拉向事件視界時,它們的速度非常快,以至于這些物質轉變成極熱的等離子體,在黑洞周圍的一個被稱為吸積盤的環中發出光。預測顯示,宇宙中應該有大約4000億個黑洞,這只占所有物質的1%。

因此,即使是更大、更貪婪的黑洞也有可能在某處出現。最亮的類星體J1144并沒有威脅到我們的存在,但他們對我們來說都安全嗎?如果一個發光的巨型類星體出現在我們的附近,它幾乎肯定會吞噬我們的整個恒星系統。

除了黑洞,類星體也會發出數百萬、數十億甚至數萬億電子伏特的能量,這種能量超過了星系內所有恒星的光的總和,而宇宙中最明亮的物體比銀河系亮10到10萬倍。但除了黑洞和它們產生的類星體,太空中還有更神秘、更強大的物體——中子星。

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它擁有前所未有的力量,有時會對鄰星造成毀滅性影響。當一顆質量超過十個太陽的巨星在超新星中爆炸時,它并不總是變成黑洞。如果它沒有足夠的質量,它的核心就會變成中子星。

在一顆中子星中,熱氣體和塵埃被壓縮到難以想象的程度。錢德拉X射線望遠鏡在超新星仙后座a爆炸后發現了一顆中子星,這顆恒星的半徑只有大約10公里,而這種質量的普通恒星的半徑將超過100萬公里。

一茶匙中子星物質的重量約為40億噸!而一茶匙的太陽物質,比如來自我們的太陽,重量只有1.6磅。由于中子星的難以置信的密度,它會發出難以置信的強磁場。

因此,如果我們突然在太陽系中放置一顆中子星,這些強磁場將導致巨大的混亂。行星會被拋離軌道,如果一顆中子星離地球足夠近,它會掀起強大的潮汐,將我們的星球撕裂。幸運的是,我們附近沒有中子星。也幸運我們生活在這樣一個和平的年代,活在當下最重要!

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